一种基于倾角补偿技术的轨道平顺性测量方法与流程

1.本发明涉及轨道平顺性测量方法领域，特别涉及一种基于倾角补偿技术的轨道平顺性测量方法。


背景技术：

2.铁路轨道平顺度是事关车辆运行安全、旅客舒适度评价、提高车辆轨道使用寿命的关键指标。
3.平顺度的评价主要是通过轨道线路弦线测量仪器进行测量和分析的，不断改进弦测仪器是改进平顺度评价、整治及管理的要求。
4.因此，发明一种基于倾角补偿技术的轨道平顺性测量方法来解决上述问题很有必要。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种基于倾角补偿技术的轨道平顺性测量方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于倾角补偿技术的轨道平顺性测量方法，包括以下步骤：
7.s1：设立测站，根据现场轨道病害点的里程和波长大小信息，确定激光长弦一测站的测量距离和测站首点、尾点位置，并做好标记，设站，架设数字靶、光源；
8.s2：确定测点，对每个位置，对测量靶倾斜状态进行测量，实现对测点轨向、高低测量值进行统一坐标变换；
9.s3：连接数字靶，开始测量前需要准备手持终端，先将手持终端和数字靶建立wifi连接；
10.s4：测量前准备，测量过程以测站为计算单位，每个测站有一个首点，一个尾点，多个中间点，测量过程中需要依次将数字靶放置到轨道上各测点位置上进行测量；
11.s5：常规一测，手持终端从数字靶采集数据，并对多次采集的数据进行算术平均；
12.手持终端上x值反映的是光斑中心到轨向16mm处的水平距离，手持终端上y值反映的是光斑中心到轨顶的垂直距离。
13.如果首、尾两点已经测量完毕，可以显示各测点经过首尾归零计算后的结果：轨向值,高低值。轨向值是钢轨16mm处到以首尾两点所建立弦线的矢距值，高低值是轨顶到以首尾两点所建立弦线的矢距值。
14.界面上同时显示图像采集次数，采集的次数越多，平均值更接近真值。
15.测量开始后，单击手持终端上的停止按钮，停止该点的数据采集并返回测量界面。
16.s6：实时监测，手持终端从数字靶采集数据，并实时显示每次测量结果；
17.由于实时监测时未进行平均计算，所以，当数字靶与光源距离远的时候，由于光斑抖动，测量结果也会出现波动的情况。这项功能，应该用于数字靶与光源较近的情况下，实
时显示起拨道作业过程中，轨道位置的实时变化状态；
18.s7：归零处理，单站测量结束，进行数据首尾归零处理；
19.当前测点测量完成后，转到下一个测点，在手持终端的界面上需要点击【新测点】按钮。系统自动将上一点的测量值在页面上清除，自动计算下一个测点的序号及里程，并填写到界面上。计算基于在项目页面上的设置信息(枕号增量或是里程增量)。
20.如果设置的是枕号增量，系统会自动根据上一测点的枕号在加上增量值，得到下一测点的枕号，并乘以轨枕间距计算出新测点的里程值。轨枕间距信息在项目页面中进行设置。增量值可以为负值，体现为轨枕序号的递减。
21.如果设置的是里程增量，系统会自动根据上一测点的里程值，再加上增量值，得到下一测点的里程值。增量值可以为负值，体现为里程值的递减。此里程值只是该测量项目内的相对位置信息，并不是实际里程信息。
22.测点的相对里程与软件的首、尾归零计算相关连，不能为空。
23.s8：多站搭接测量，如果待测路线长度大于一测站工作距离，需要换站搭接测量，在上一测站结束后，定义下一测站范围，下一测站的首点应该设置在上一测站之内，距离上一测站尾点不少于10m的位置，实现“搭接测量”的方式，在下一测站中，按照一测站测量方式进行完整测量，重复下一测站可实现多站搭接测量。
24.优选的，所述数字靶安置时先将数字靶和横杆通过快拆装置连接成一体，打开电源开关，然后把数字靶放置在距离光源远端的测站首点处，底座侧边两触点紧靠钢轨内侧16mm处，所述数字靶：接收激光，通过内置机器视觉自动识别激光光斑位置，所述横杆：横杆通过快拆装置与数字靶连接成整体，在左、右两轨之间进行支撑。
25.优选的，所述光源安置时光源放置在与测量靶同一根钢轨上，距离测站尾点之外两轨枕远的地方，打开电源开关，分别旋转光源主机侧面的轨向旋钮和顶面的高低旋钮，调节激光指向，使激光束投射到远端数字靶的中心附近，所述光源：提供准直激光束，建立激光长弦测量基准。
26.优选的，所述s4中，测量过程随意定义测量顺序，无论测量顺序如何，中间测点和尾点的轨枕编号均是相对于首点的轨枕间隔数。
27.优选的，所述手持终端与数字靶无线通讯并采集数据，手持终端内置数据采集处理软件，对原始检测数据进行实时处理，并能显示轨向、高低曲线和数据表格。
28.优选的，所述s4中，测量过程定义测量顺序：先测量首点，再测量中间点，再测量尾点。
29.优选的，所述s4中，测量过程定义测量顺序：先测量首点，再测量尾点，再测量中间点。
30.优选的，在一测站范围内，建立激光弦线基准，通过移动数字靶，在各测点位置上测量轨道与基准线水平、垂向偏差值。
31.优选的，一测时，在手持终端上进行计算，建立虚拟弦线，使首尾两点水平、垂向偏差值归零，中间各测点计算后的偏差值就是该测点的轨向、高低值。
32.优选的，所述s4中每个测点包括以下内容：所属测站号，测点类型，测点轨枕序号，测点相对里程，测点的首、尾、中间点属性，在测量前应依次设置好。
33.本发明的技术效果和优点：
34.1、本发明的一种基于倾角补偿技术的轨道平顺性测量方法，采用静态激光弦测法，以准直激光束建立长弦测量基准，配合激光图像数字化识别技术，为轨道的长波平顺性快速检测提供了新的手段。
35.2、本发明的一种基于倾角补偿技术的轨道平顺性测量方法，避免了传统全站仪方法的低效率，避免了惯性测量方法的长弦累计误差问题，具有检测精度高、快速、轻便等特点。
36.3、本发明的一种基于倾角补偿技术的轨道平顺性测量方法，不仅适用于工务检测部门进行轨道平顺度检测，也适用于线路维修部门，为起拨道作业提供作业基准，并提供实时的优化方案。
37.4、本发明的一种基于倾角补偿技术的轨道平顺性测量方法，准确度等级为0级，适用于测量允许速度不大于350km/h的线路。
38.5、本发明的一种基于倾角补偿技术的轨道平顺性测量方法，实时监测时未进行平均计算，所以，当数字靶与光源距离远的时候，由于光斑抖动，测量结果也会出现波动的情况，这项功能，应该用于数字靶与光源较近的情况下，实时显示起拨道作业过程中，轨道位置的实时变化状态。
39.6、本发明的一种基于倾角补偿技术的轨道平顺性测量方法，测量过程可以随意定义测量顺序，比如可以先测量首点，再测量中间点，再测量尾点，也可以先测量首点，再测量尾点，再测量中间点，无论测量顺序如何，中间测点和尾点的轨枕编号均是相对于首点的轨枕间隔数，使用方便，操作化简单；
40.7、本发明的一种基于倾角补偿技术的轨道平顺性测量方法，横杆通过快拆装置与数字靶连接成整体，在左、右两轨之间进行支撑，便于拆装。
附图说明
41.图1为本发明一测时的状态一原理图。
42.图2为本发明一测时的状态二原理图。
43.图3为本发明搭接测量时的原理图。
具体实施方式
44.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
45.本发明提供了如图1-3所示的一种基于倾角补偿技术的轨道平顺性测量方法，包括以下步骤：
46.s1：设立测站，根据现场轨道病害点的里程和波长大小信息，确定激光长弦一测站的测量距离和测站首点、尾点位置，并做好标记，设站，架设数字靶、光源；
47.s2：确定测点，对每个位置，对测量靶倾斜状态进行测量，实现对测点轨向、高低测量值进行统一坐标变换；
48.s3：连接数字靶，开始测量前需要准备手持终端，先将手持终端和数字靶建立wifi
连接；
49.s4：测量前准备，测量过程以测站为计算单位，每个测站有一个首点，一个尾点，多个中间点，测量过程中需要依次将数字靶放置到轨道上各测点位置上进行测量；
50.每个测点包括以下内容：所属测站号，测点类型，测点轨枕序号，测点相对里程，测点的首、尾、中间点属性，在测量前应依次设置好；
51.测量过程可以随意定义测量顺序，比如可以先测量首点，再测量中间点，再测量尾点，也可以先测量首点，再测量尾点，再测量中间点，无论测量顺序如何，中间测点和尾点的轨枕编号均是相对于首点的轨枕间隔数。
52.s5：常规一测，手持终端从数字靶采集数据，并对多次采集的数据进行算术平均，计算结果会立即在界面上x(mm),y(mm)处。同时在括号中显示多次采集数据的标准差。当采集数据的数量超过10幅，并且x,y的标准差均小于0.5，则采集幅数的字段显示为绿色，这时可以停止采集；
53.手持终端上x值反映的是光斑中心到轨向16mm处的水平距离，手持终端上y值反映的是光斑中心到轨顶的垂直距离。
54.如果首、尾两点已经测量完毕，可以显示各测点经过首尾归零计算后的结果：轨向值,高低值。轨向值是钢轨16mm处到以首尾两点所建立弦线的矢距值，高低值是轨顶到以首尾两点所建立弦线的矢距值。
55.界面上同时显示图像采集次数，采集的次数越多，平均值更接近真值。
56.测量开始后，单击手持终端上的停止按钮，停止该点的数据采集并返回测量界面。
57.s6：实时监测，测量过程及内容与常规测量相似，只是不对测量值进行平均，而是实时显示每次测量结果；
58.由于实时监测时未进行平均计算，所以，当数字靶与光源距离远的时候，由于光斑抖动，测量结果也会出现波动的情况。这项功能，应该用于数字靶与光源较近的情况下，实时显示起拨道作业过程中，轨道位置的实时变化状态；
59.s7：归零处理，单站测量结束，进行数据首尾归零处理；
60.当前测点测量完成后，转到下一个测点，在手持终端的界面上需要点击【新测点】按钮。系统自动将上一点的测量值在页面上清除，自动计算下一个测点的序号及里程，并填写到界面上。计算基于在项目页面上的设置信息(枕号增量或是里程增量)。
61.如果设置的是枕号增量，系统会自动根据上一测点的枕号在加上增量值，得到下一测点的枕号，并乘以轨枕间距计算出新测点的里程值。轨枕间距信息在项目页面中进行设置。增量值可以为负值，体现为轨枕序号的递减。
62.如果设置的是里程增量，系统会自动根据上一测点的里程值，再加上增量值，得到下一测点的里程值。增量值可以为负值，体现为里程值的递减。此里程值只是该测量项目内的相对位置信息，并不是实际里程信息。
63.测点的相对里程与软件的首、尾归零计算相关连，不能为空。
64.s8：多站搭接测量，如果待测路线长度大于一测站工作距离，需要换站搭接测量，在上一测站结束后，定义下一测站范围，下一测站的首点应该设置在上一测站之内，距离上一测站尾点不少于10m的位置，实现“搭接测量”的方式，在下一测站中，按照一测站测量方式进行完整测量，重复下一测站可实现多站搭接测量。
65.数字靶安置时先将数字靶和横杆通过快拆装置连接成一体，打开电源开关，然后把数字靶放置在距离光源远端的测站首点处，底座侧边两触点紧靠钢轨内侧16mm处，数字靶：接收激光，通过内置机器视觉自动识别激光光斑位置，横杆：横杆通过快拆装置与数字靶连接成整体，在左、右两轨之间进行支撑。
66.光源安置时光源放置在与测量靶同一根钢轨上，距离测站尾点之外两轨枕远的地方，打开电源开关，分别旋转光源主机侧面的轨向旋钮和顶面的高低旋钮，调节激光指向，使激光束投射到远端数字靶的中心附近，光源：提供准直激光束，建立激光长弦测量基准。
67.手持终端与数字靶无线通讯并采集数据，手持终端内置数据采集处理软件，对原始检测数据进行实时处理，并能显示轨向、高低曲线和数据表格。
68.在一测站范围内，建立激光弦线基准，通过移动数字靶，在各测点位置上测量轨道与基准线水平、垂向偏差值。
69.一测时，在手持终端上进行计算，建立虚拟弦线，使首尾两点水平、垂向偏差值归零，中间各测点计算后的偏差值就是该测点的轨向、高低值。
70.上述的手持终端为数字化激光弦线检测仪。
71.工作原理：采用静态激光弦测法，以准直激光束建立长弦测量基准，配合激光图像数字化识别技术，为轨道的长波平顺性快速检测提供了新的手段。
72.避免了传统全站仪方法的低效率，避免了惯性测量方法的长弦累计误差问题，具有检测精度高、快速、轻便等特点。
73.不仅适用于工务检测部门进行轨道平顺度检测，也适用于线路维修部门，为起拨道作业提供作业基准，并提供实时的优化方案。
74.准确度等级为0级，适用于测量允许速度不大于350km/h的线路。
75.实时监测时未进行平均计算，所以，当数字靶与光源距离远的时候，由于光斑抖动，测量结果也会出现波动的情况，这项功能，应该用于数字靶与光源较近的情况下，实时显示起拨道作业过程中，轨道位置的实时变化状态。
76.测量过程可以随意定义测量顺序，比如可以先测量首点，再测量中间点，再测量尾点，也可以先测量首点，再测量尾点，再测量中间点，无论测量顺序如何，中间测点和尾点的轨枕编号均是相对于首点的轨枕间隔数，使用方便，操作化简单；
77.横杆通过快拆装置与数字靶连接成整体，在左、右两轨之间进行支撑，便于拆装。
78.在数字靶中设置有倾角传感器，因此；
79.传统基于激光长弦测量装置需要手工严格调平才能正常测量，而本装置具有自动倾角补偿功能，不需要数字靶精确调平就可以实现高精度、稳定测量。